转座子的插入突变及转座子的应用

1、基因的标定
若要获得引起新突变的未知基因， 则用随机诱变策略(非目的诱变)，即将 带有功能性转座因子的显性纯合系植株 与不带转座因子的同种植株杂交，产生 的F1子代再自交，在F2代中就可筛选到 转座子随机插人引起突变表型的突变株， 然后选择感兴趣的新突变株进行研究。
2、构建突变体库

转座子具有可选择的抗性标记而容易在体 内鉴定突变，经转座子诱变的突变子含有 已知的DNA片段，可以通过转座子序列的 杂交来鉴定突变基因的位置，经转座子诱 变的突变体具有高度的极性，使得被诱变 的基因以及同一操纵子内的下游基因完全 丧失功能。
2、构建突变体库
正因为以上转座子的特征，转座子才
被广泛应用于构建插入突变体库，现 已成为研究基因功能的重要手段之一。 目前研究和应用得较多的有Tn10、 Tn5、Tn3和Mu噬菌体 。
3、鉴别菌株及群体多样性

转座子通常限制性地分布于特定的真 菌菌株或群体中，可以作为特定菌株 的诊断工具，已用于丝状真菌群体多 样性分析。在医药工业方面已用于有 益菌株的鉴别， 在植物病理学方面已 用于鉴别特定的病原 。
一、转座子的发现
• 转座子是1951年美国玉米遗传育种学家 Mcclintock最早发现的，是针对玉米籽粒 中色斑不稳定现象而提出来的。 • 当时这是一个新概念，它突破了以往人们 认为基因在染色体上的位置是固定不变的 认识，所以一开始并不被大家接受，直到 1967年在大肠杆菌(E．coli)的半乳糖操纵 子研究中发现了这类插入序列，才得以被 普遍认同。
共合体
重组
转座子被切开的 末端和靶被切开 的末端连接 交叉结构(单链转移复合
四、转座子的应用
基因的标定
构建突变体库
鉴别菌株及群体多样性
生态环境污染的生物修复
转基因生物的克隆
百度文库
1、基因的标定
所要分离和克隆的基因不同，在定 位和标定时所用的方法也不同。若要获 得感兴趣的己知目的基因，则采用目的 诱变策略，即用一个稳定遗传的隐性纯 合体与一个带有活跃转座子的显性纯合 体杂交，可以在F1代标定目的基因。
一、转座子的发现
• 现在的研究说明，在生物界中转座子 是普遍存在的，并认为在生物的遗传 进化方面有重要作用。转座子从一个 位置转座到另一个位置的转入和切出 过程，改变了原有基因的结构和排序， 从而产生了突变。 • 目前生物体中所发现的10％的突变是 由于它抑制其他基因的表达而形成的。
二、转座子的分类
4、生态环境污染的生物修复
由于基因的可变性及转座子的遗传调
控， 许多微生物能够利用人工合成的 化学物质，与微生物分解代谢相关的 基因往往与插入元件相连。当环境污 染时，转座子转移频率提高，增加了 微生物种群的生物降解潜力。
5、转基因生物的克隆

在细胞工程中，转座子可作为有力的工具 和基因载体系统用于克隆转基因生物。基 因组插入质粒P因子已成功克隆转基因果蝇。 通常认为，转座子的插入能引起新的突变 体形成，但其副作用也许会抵消由转基因 提供的任何优势，以可移动DNA片段作为 载体尚存在转移基因结果的不稳定现象和 内源跳跃基因的相互影响。因此，这方面 的应用还处于探索阶段。
（一）简单转座子（插入序列，IS） 结构特征： 1、含短的末端反向重复序列（ 15-25bp）; 2、含编码转座酶的基因;
3、靶位点存在 5-9 bp 的短正向重复序列。
二、转座子的分类
（二）复合转座子 结构特征：
(1)中间区域含编码转座酶以外的标记基因；
(2)两端具有插入序列； (3)两末端是反向重复序列； (4)靶位点存在短正向重复序列。
另一条链也被切
受体也被交错切割
供体被释放
Tn 连接到靶上
下了一个双链缺口。
图 23-43 Tn 的两条链先后被切割，然后转座子与切开 的靶位点连接。
（二）复制 型转座
特征： 1、转座后原 来位置上的 转座因子保 持不变； 2、转座过程 中有一共整 合体。
Tn
从 3’ 末端复制 产生共合体
靶
单链交错切割
转座子的插入突变及转座子 的应用
主讲人:巴金娇 周振宇
内容提要
一、转座子的发现 二、转座子的分类 三、转座子的转座机制 四、转座子的应用
一、转座子的发现
转座子（transponson,简称Tn）, 又称易 位子，是指存在于染色体DNA上可以自主 复制和位移的一段DNA序列。
转座子可以在不同复制子之间转移，以非 正常重组方式从一个位点插入到另外一个 位点，对新位点基因的结构与表达产生多 种遗传效应。
三、转座子的转座机制
据转座子的移动机制，转座可分为： （一）复制型转座 （二）非复制型转座
转座酶结合在 Tn 两端
（一）非复 制型转座
转座子末端被交错剪切
特征 1、断裂和重 接反应使靶 重构。 + 2、供体保持 裂缺。 图 23-42 交换结构经剪切释放 3、不形成共 后导致非复制型转座子插入到靶 整合体。 NA 中， DR 包在两侧，供体留